DE4030006A1 - Portable laser fitted inside support - has ceramic tube with laser parts independently adjustable to avoid deficiencies due to deviations in carrier tube - Google Patents

Portable laser fitted inside support - has ceramic tube with laser parts independently adjustable to avoid deficiencies due to deviations in carrier tube

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DE4030006A1 DE19904030006 DE4030006A DE4030006A1 DE 4030006 A1 DE4030006 A1 DE 4030006A1 DE 19904030006 DE19904030006 DE 19904030006 DE 4030006 A DE4030006 A DE 4030006A DE 4030006 A1 DE4030006 A1 DE 4030006A1
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Abstract

The laser, consisting of a medium (1) and 2 mirrors (21,22), is fitted inside a ceramic tube (3), pref. silimanith. The feature is that the medium and mirrors are held by adjustable supports (4) which fit also inside the tube. Each mirror is held with 3 supports on its perimeter which are at an angle of 120 deg. to each other, the laser medium is held by a support (4) at each end which features 3 holders at 120 deg. angular distance. The holders all consist of a setscrew (7) which fits inside a blind hole (8) in the part to be supported on one side, and inside a plastic nut (6) which has been pressed into a hole (5) drilled in the ceramic tube wall (3). The laser medium pref. is Ar contained in a tube. The holes, drilled in the ceramic tube wall pref. are placed in the right position and at a right angle to the required length axis of the instrument instead of the actual, usually curved, length axis of the ceramic tube. - The adjustment of the positions of the 3 parts occurs relative to the required length axis, not the actual tube axis. USE/ADVANTAGE - Adjustments allow the tube defects such as curvature and variation of thickness to be ignored in setting up the laser. This allows a ceramic tube to be used to support the laser and results in a much lighter weight. The laser can be operated over a large temp. range because of the low expansion coefft. of the tube. The mirrors are securely supported, resulting in a high resistance to mechanical shocks during use and transport.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Laserresonator mit einem Lasermedium und zwei Laserspiegeln, die eine Tra­ gestruktur hält.The invention relates to a laser resonator a laser medium and two laser mirrors, which a Tra structure holds.

Derartige Laserresonatoren sind allgemein bekannt und werden mit einer Vielzahl von festen, flüssigen oder gasförmigen Lasermedien eingesetzt.Such laser resonators are generally known and are available with a variety of solid, liquid or gaseous laser media used.

Als wesentliche Anforderungen an die Tragestruktur sind zu nennen: Die Tragestruktur sollte die einzelnen Teile nach ihrer Justierung möglichst fest und weitgehend unempfindlich gegen normale Erschütterungen halten. Dies ist insbeson­ dere bei Lasermedien von Bedeutung, bei denen die Jus­ tierung der Spiegel und des Mediums "kritisch" ist, wie dies beispielsweise bei Argonlasern der Fall ist, wie sie z. B. zur Koagulation des Augenhintergrundes eingesetzt werden.The essential requirements for the carrying structure are to call:  The support structure should be the individual parts according to their Adjustment as firm as possible and largely insensitive hold against normal vibrations. This is in particular important for laser media where the Jus tation of the mirror and the medium is "critical" as this is the case with argon lasers, for example, as is the case e.g. B. used for coagulation of the fundus will.

Ferner sollte die Tragestruktur die Teile derart halten, daß sich die Justierung über den typischen Arbeitstempe­ raturbereich nicht "spürbar" ändert.Furthermore, the support structure should hold the parts in such a way that the adjustment is above the typical working temperature ratur area not "noticeably" changes.

Derzeit werden für die Tragestrukturen Metallegierungen und insbesondere Stähle mit einem geringen Ausdehnungs­ koeffizienten, wie beispielsweise Invar, verwendet.Metal alloys are currently being used for the support structures and especially low expansion steels coefficients, such as Invar, are used.

Derartige Materialien haben jedoch in einer Reihe von Anwendungsfällen, wie beispielsweise bei den bereits genannten Argon-Lasern, gravierende Nachteile:
Tragestrukturen aus Invar sind vergleichsweise schwer; darüberhinaus ist der Ausdehnungskoeffizient verschiede­ ner für Tragestrukturen gebräuchlicher Metallegierungen bei verschiedenen Lasermedien zu groß, um einen einwand­ freien Betrieb des Lasers über einen größeren Tempera­ turbereich zu gewährleisten.However, such materials have serious disadvantages in a number of applications, such as the argon lasers already mentioned:
Carrier structures from Invar are comparatively heavy; moreover, the coefficient of expansion of various metal alloys customary for supporting structures is too great for different laser media to ensure proper operation of the laser over a larger temperature range.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Laserre­ sonator mit einem Lasermedium und zwei Laserspiegeln, die eine Tragestruktur hält, anzugeben, bei dem die Tragestruktur ein geringes Gewicht aufweist, das Laser­ medium und die Laserspiegel gegen Berührungen schützt, und die darüberhinaus einen einwandfreien Betrieb des Lasers über einen größeren Temperaturbereich gewährlei­ stet.The invention has for its object a laser sonator with a laser medium and two laser mirrors, which holds a support structure, in which the Carrying structure has a low weight, the laser medium and protects the laser mirror against contact,  and which also ensure that the Ensure lasers over a larger temperature range continuous

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekenn­ zeichnet.An inventive solution to this problem is with know their further training in the claims draws.

Erfindungsgemäß weist die Tragestruktur ein Keramikrohr auf, in das das Lasermedium und die Laserspiegel einge­ setzt und durch Halter gehalten sind, die Bohrungen in dem Keramikrohr durchsetzen.According to the invention, the support structure has a ceramic tube into which the laser medium and the laser mirror are inserted sets and are held by holders, the holes in push through the ceramic tube.

Bislang hat offensichtlich ein Vorurteil gegen die Ver­ wendung von Keramikrohren in Haltestrukturen für die Teile von Laserresonatoren bestanden. Der Grund hierfür dürfte sein, daß Keramikrohre lediglich mit vergleichs­ weise großen Toleranzen beispielsweise hinsichtlich des Durchmessers und der Wandstärke gefertigt werden können. Insbesondere ist jedoch ihre übliche Bogigkeit, d. h. die Abweichung der Rohr-"Längsachse" und im besonderen die Krümmung der "Längsachse" um ein Vielfaches größer als die Bogigkeiten, die normalerweise bei der Justierung der einzelnen Elemente eines Laserresonators akzeptiert werden können.So far, there has obviously been a prejudice against the United States application of ceramic tubes in holding structures for the Passed parts of laser resonators. The reason for that should be that ceramic tubes only with comparative example, large tolerances with regard to the Diameter and wall thickness can be made. In particular, however, their usual arching, i.e. H. the Deviation of the pipe "longitudinal axis" and in particular the Curvature of the "longitudinal axis" many times larger than the bendiness that normally occurs when adjusting of the individual elements of a laser resonator accepted can be.

Erfindungsgemäß ist nun erkannt worden, daß es dennoch möglich ist, übliche Keramikrohre, d. h. Keramikrohre mit vergleichsweise großen Toleranzen und insbesondere ver­ gleichsweise großen Bogigkeiten für Tragestrukturen von Laserresonatoren zu verwenden.According to the invention, it has now been recognized that it is nevertheless it is possible to use conventional ceramic tubes, d. H. Ceramic tubes with comparatively large tolerances and especially ver equally large curves for supporting structures from To use laser resonators.

Bei der Herstellung des Laserresonators werden hierzu die Bohrungen in dem Keramikrohr, das einen für Keramik­ rohre üblichen Bogenfehler (Bogigkeit) aufweist, senk­ recht zur Soll-Längsachse und am Soll-Ort eingebracht (Anspruch 7). Die Bohrungen werden also nicht bezogen auf das normalerweise "nicht gerade" Rohr, sondern bezo­ gen auf die Soll-Abmessungen gebohrt, so daß insbesonde­ re die Bohrungen einen von 90° abweichenden Winkel mit der Wand des Rohrs einschließen können.In the manufacture of the laser resonator, this will be done the holes in the ceramic tube, one for ceramic  pipes has the usual bowing (bowiness), lower introduced right to the target longitudinal axis and at the target location (Claim 7). The holes are therefore not referenced to the "not exactly" pipe, but bezo gen drilled to the desired dimensions, so that in particular re the bores with an angle deviating from 90 ° can enclose the wall of the pipe.

Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn auch die Jus­ tierung relativ zur Soll-Längsachse des Rohres und nicht zur Ist-Längsachse erfolgt (Anspruch 8).It is particularly advantageous if the jus tion relative to the nominal longitudinal axis of the tube and not to the actual longitudinal axis (claim 8).

Als Material für das Keramikrohr können im Prinzip die verschiedensten Keramikmaterialien eingesetzt werden: In jedem Falle haben Keramikmaterialien den Vorteil, daß die Rohre vergleichsweise leicht sind, und den eigentli­ chen Laserresonator gegen Berührung schützen. Darüber­ hinaus ist der Ausdehnungskoeffizient beispielsweise von Al2O3 für viele Lasermedien ausreichend klein.In principle, a wide variety of ceramic materials can be used as the material for the ceramic tube: in any case, ceramic materials have the advantage that the tubes are comparatively light and protect the actual laser resonator against contact. In addition, the expansion coefficient of Al 2 O 3, for example, is sufficiently small for many laser media.

Insbesondere bei "kritischen" Lasermedien, wie bei­ spielsweise Argon (Anspruch 6), ist es jedoch von beson­ derem Vorteil, wenn als Keramikmaterial ein Material mit möglichst kleinem Ausdehnungskoeffizienten verwendet wird. Ein derartiges Material ist beispielsweise unter dem Handelsnamen Silimanith erhältlich.Especially with "critical" laser media, like with for example argon (claim 6), but it is of special This is an advantage if the material is ceramic expansion coefficient used as small as possible becomes. Such a material is for example under the trade name Silimanith available.

Die Zentrierung der Spiegel wird gemäß Anspruch 2 da­ durch erleichtert, daß für jeden Spiegel drei Halter vorgesehen sind, die mit einem Winkelabstand von jeweils 120° angeordnet sind.The centering of the mirror is there according to claim 2 relieved by that for each mirror three holders are provided with an angular distance of each 120 ° are arranged.

Dabei ist es weiterhin von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 3 auch das Lasermedium an beidem Enden durch jeweils drei Halter gehalten ist, die mit einem Winkelabstand von jeweils 120° angeordnet sind.It is also advantageous if according to claim 3 also the laser medium at both ends by  three holder is held, which is at an angular distance of 120 ° are arranged.

Da die Bohrungen bezogen auf die Soll-Abmessungen und nicht bezogen auf die tatsächlichen Abmessungen des Keramikrohres eingebracht werden, kann der Zusammenbau des Lasers dadurch erleichtert werden, daß in die Boh­ rungen ein Klemmpropfen eingesetzt ist, den eine Klemm­ schraube durchsetzt, die in ein Gewindesackloch ein­ greift, das in dem jeweiligen zu haltenden Teil vorgese­ hen ist (Anspruch 4).Since the holes refer to the nominal dimensions and not based on the actual dimensions of the Ceramic tube can be introduced, the assembly the laser be facilitated by the fact that in the Boh a clamping plug is inserted, a clamping screw penetrates into a threaded blind hole takes hold of the part of the part to be held hen is (claim 4).

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla­ risch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erlauterten erfin­ dungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigenThe invention is hereinafter without limitation general inventive concept based on execution examples with reference to the drawing exempla risch described on the rest of the Revelation of all inventions not detailed in the text details in accordance with the invention are expressly referred to. Show it

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Laserresonator, und Fig. 1 shows a cross section through a laser cavity, and

Fig. 2 das Detail A aus Fig. 1. Fig. 2 shows the detail A in FIG. 1.

Fig. 1 zeigt einen Laserresonator mit einem Lasermedium 1, das beispielsweise ein mit Argon gefülltes Rohr sein kann, und zwei Laserspiegeln 21 und 22. Das Laserrohr 1 und die Spiegel 21 und 22 sind in einem Keramikrohr 3 gehalten, das insbesondere aus Silimanith bestehen kann, das einen besonders kleinen Temperatur-Ausdehnungs­ koeffizienten hat. Fig. 1 shows a laser resonator having a laser medium 1, which can be for example an argon-filled tube, and two laser mirrors 21 and 22. The laser tube 1 and the mirrors 21 and 22 are held in a ceramic tube 3 , which can in particular consist of silimanith, which has a particularly small temperature expansion coefficient.

Zum Halten des Laserrohrs sind Halter 4 vorgesehen, die nicht näher dargestellte Bohrungen in dem Keramikrohr 3 durchsetzen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Laserrohr 1 an beiden Enden durch jeweils drei Hal­ ter 4 gehalten ist, die mit einem Winkelabstand von jeweils 120° angeordnet sind.To hold the laser tube, holders 4 are provided which penetrate bores in the ceramic tube 3 , which are not shown in detail. In the embodiment shown, the laser tube 1 is held at both ends by three Hal ter 4 , which are arranged at an angular distance of 120 °.

Weiterhin sind auch für jeden Spiegel 1 bzw. 2 drei Halter vorgesehen, die mit einem Winkelabstand von jeweils 120° angeordnet sind, und von denen einer in Fig. 2 näher dargestellt ist:Furthermore, three holders are provided for each mirror 1 or 2 , which are arranged at an angular distance of 120 ° each, and one of which is shown in more detail in FIG. 2:

Fig. 2 zeigt, daß in eine Bohrung 5 im Keramikrohr 3 ein Klemmpropfen 6 aus einem Kunststoffmaterial eingesetzt ist, den eine Klemmschraube 7 durchsetzt, die in ein Gewindesackloch 8 eingreift, das in dem Spiegel 21 (bzw. 22) vorgesehen ist. Der Klemmpropfen steht dabei ca. 3-4 mm über die Innenwand des Keramikrohres über, so daß der Spiegel nicht direkt auf dem Keramikrohr aufliegt. Fig. 2 shows that a clamping plug 6 made of a plastic material is inserted into a bore 5 in the ceramic tube 3 , through which a clamping screw 7 passes, which engages in a threaded blind hole 8 , which is provided in the mirror 21 (or 22 ). The clamping plug protrudes about 3-4 mm over the inner wall of the ceramic tube so that the mirror does not rest directly on the ceramic tube.

Da Keramikrohre in der Regel einen Bogenfehler aufwei­ sen, wird zur Herstellung eines Laserresonators so vor­ gegangen, daß die Bohrungen in dem Keramikrohr senkrecht zur Soll-Längsachse 9, die mit dem austretenden Laser­ strahl übereinstimmt, und am Soll-Ort und nicht bezogen auf die tatsächlichen Maße eingebracht werden.Since ceramic tubes usually have an arc fault, a laser resonator is used to manufacture the holes in the ceramic tube perpendicular to the desired longitudinal axis 9 , which corresponds to the emerging laser beam, and at the desired location and not in relation to the actual dimensions are introduced.

Hierdurch wird ein Laserresonator erhalten, der leicht und unempfindlich gegen Temperaturänderungen ist.This gives a laser resonator that is lightweight and is insensitive to changes in temperature.

Claims (8)

1. Laserresonator mit einem Lasermedium und zwei Laser­ spiegeln, die eine Tragestruktur hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragestruktur ein Keramik­ rohr aufweist, in das das Lasermedium und die Laserspiegel eingesetzt und durch Halter gehalten sind, die Bohrungen in dem Keramikrohr durchsetzen.1. Mirror laser resonator with a laser medium and two lasers, which holds a support structure, characterized in that the support structure has a ceramic tube, in which the laser medium and the laser mirror are inserted and held by holders that penetrate the holes in the ceramic tube. 2. Laserresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Spiegel drei Halter vorgesehen sind, die mit einem Winkelabstand von jeweils 120° angeordnet sind.2. Laser resonator according to claim 1, characterized in that for each mirror three holders are provided with an angular distance of each 120 ° are arranged. 3. Laserresonator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasermedium an beiden Enden durch jeweils drei Halter gehalten ist, die mit einem Winkelabstand von jeweils 120° angeordnet sind.3. Laser resonator according to claim 1 or 2, characterized in that the laser medium on both End is held by three holders, each with an angular distance of 120 ° are arranged. 4. Laserresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrungen ein Klemm­ propfen eingesetzt ist, den eine Klemmschraube durchsetzt, die in ein Gewindesackloch eingreift, das in dem jeweili­ gen zu haltenden Teil vorgesehen ist.4. Laser resonator according to one of claims 1 to 3, characterized in that a clamp in the holes is inserted, which is penetrated by a clamping screw, which engages in a threaded blind hole, which in the resp gene to be held part is provided. 5. Laserresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikrohr als Silimanith besteht.5. Laser resonator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ceramic tube as Silimanith consists. 6. Laserresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lasermedium in einem Rohr befindliches Argon ist. 6. Laser resonator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the laser medium in a tube is argon.   7. Verfahren zur Herstellung eines Laserresonators nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen in dem Keramik­ rohr, das einen für Keramikrohre üblichen Bogenfehler (Bogigkeit) aufweist, senkrecht zur Soll-Längsachse und am Soll-Ort eingebracht werden.7. Process for the manufacture of a laser resonator one of claims 1 to 6, characterized in that the holes in the ceramic tube, which is a common arc fault for ceramic tubes (Bogigkeit) has, perpendicular to the nominal longitudinal axis and on Target location to be introduced. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierung relativ zur Soll-Längsachse des Rohres und nicht zur Ist-Längsachse erfolgt.8. The method according to claim 7, characterized in that the adjustment relative to Target longitudinal axis of the pipe and not to the actual longitudinal axis he follows.
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